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PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Herstellung von Farbstoffgranulaten durch Schmelzgranulierung unter Verwendung von Polyäthylenglykol als Schmelzträger, dadurch gekennzeichnet, dass man wasserhaltige Farbstoffe einsetzt und durch partielles Verdampfen des Wassers aus der Farbstoff-Polyäthylenglykolschmelze den Feuchtigkeitsgehalt der Granulate auf einen Wert von 1 bis 30 Gew.-% einstellt.
2. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man Farbstoffe mit einem Wassergehalt von > 5 Gew.-% einsetzt.
3. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man von Farbstoffen in Form des wasserfeuchten Presskuchens der Syntheselösung oder -suspension oder Syntheseschmelze oder einem wasserhaltigen Farbstofföl ausgeht.
4. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man Farbstoffe mit einem Wassergehalt von 10 bis 90 Gew.-% granuliert.
5. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Farbstoffe mit einem Wassergehalt von 10 bis 50 Gew.-% granuliert werden.
6. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man auf 1 Teil Farbstoff 0,1 bis 2 Teile Polyäthylenglykol verwendet.
7. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man auf 1 Teil Farbstoff 0,2 bis 1,5 Teile Polyäthylenglykol verwendet.
8. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man Polyäthylenglykol mit einem Molgewicht von 1000 bis 40000 verwendet.
9. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man Polyäthylenglykol mit einem Molgewicht von
1500 bis 20000 verwendet.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Farbstoffgranulaten.
Granulate weisen gegenüber pulverförmigen Handelsformen eine Reihe von Vorteilen auf. So sind diese insbesondere staubarm bis staubfrei, haben ein hohes Schüttgewicht und bilden während der Lagerung keine Klumpen, sondern sind auch noch nach Jahren rieselfähig. Aufgrund dieser Vorteile haben Granulierverfahren inzwischen auch im Bereich der Farbstofformulierung eine breite Anwendung gefunden.
Wichtige Granulierverfahren sind z.B. die Sprüh- und Aufbaugranulierung oder auch die Schmelzgranulierung. Besonders die Schmelzgranulierung ist einfach in der Durchführung und benötigt keine aufwendigen Apparaturen.
Charakteristisch für die Schmelzgranulierung ist, dass der zu granulierende Farbstoff in der Hitze in einem geschmolzenen Trägermaterial, dem sogenannten Schmelzträger, suspendiert oder gelöst wird und die Schmelze vor, während oder nach dem Erstarren einer Formgebung unterworfen wird. Als Schmelzträger werden allgemein gut wasserlösliche organische Verbindungen mit einem Schmelzpunkt von etwa 40 bis 200 "C verwendet; so z.B. Harnstoff(DE-OS 16 19 375, DE-OS 2 322 308) Harnstoffderivate, Sulfone, Lactame, Zukker oder Polyalkohole usw. (DE-OS 2 529 564) oder auch Äthylenoxid-Addukte oder Polyäthylenglykole (DE-OS 2 529 569).
In der zuletzt genannten Offenlegungsschrift ist u.a. die Schmelzgranulierung von kationischen Farbstoffen unter Verwendung von Polyäthylenglykol als Schmelzträger beschrie hen Das aus diesem Stand der Technik bekannte Verfahren geht jedoch grundsätzlich von trockenem Farbstoffpulver aus, d.h. dass der Farbstoff nach der Synthese aus wässriger Lösung oder Suspension isoliert und getrocknet werden muss.
Diese Art der Aufarbeitung ist jedoch sehr arbeitsaufwendig und mit einem hohen Energieverbrauch verbunden. Hinzu kommt, dass Farbstoffe während des Trocknens häufig verklumpen und anschliessend gemahlen werden müssen.
Schliesslich lassen sich gerade kationische Farbstoffe zum Teil nicht in fester Form isolieren, sondern fallen als wasserhaltiges Öl an.
Es wurde nun ein neues kostensenkendes und qualitätsverbesserndes Verfahren gefunden, das überraschenderweise auch die Granulierung von Farbstoffen mit einem mehr oder weniger hohen Wassergehalt unter Verwendung von Poly äthylenglykol als Schmelzträger erlaubt, wobei selbst bei hohem Wassergehalt des Farbstoffs nur ein Teil des Wassers entfernt werden muss, da die so hergestellten Granulate bis zu 30 Gew.-% Wasser enthalten können und dennoch sehr gute Gebrauchseigenschaften aufweisen.
Gegenstand vorliegender Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung von Farbstoffgranulaten durch Schmelzgranulierung unter Verwendung von Polyäthylenglykol als Schmelzträger, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man wasserhaltige Farbstoffe einsetzt und durch partielles Verdampfen des Wassers aus der Farbstoff-Polyäthylenglykolschmelze den Feuchtigkeitsgehalt der Granulate auf einen Wert von 1 bis 30 Gew.-% einstellt.
Als Farbstoffe, worunter auch optische Aufheller zu verstehen sind, kommen in erster Linie wasserlösliche Farbstoffe z.B. saure Farbstoffe, wie Nitro-, Aminoketon-, Ketonimin-, Methin-, Nitro-diphenylamin-, Chinolin-, Aminonaphthochinon- oder Cumarinfarbstoffe in Frage und insbesondere Anthrachinon- und Azofarbstoffe, wie Monoazo- und Disazofarbstoffe.
Diese Farbstoffe enthalten mindestens eine anionische wasserlöslichmachende Gruppe, wie z.B. eine Carbonsäureoder insbesondere eine Sulfonsäuregruppe, und liegen im allgemeinen in ihrer Salzform vor, wie z.B. als Lithium-, Natrium-, Kalium- oder Ammoniumsalz.
Insbesondere eignet sich das vorliegende Verfahren zur Granulierung wasserlöslicher kationischer Farbstoffe bzw.
optischer Aufheller, welche den verschiedensten chemischen Klassen angehören können.
Es handelt sich um Salze, beispielsweise Chloride, Sulfate, Methosulfate oder Oniumchloride oder Metallhalogenid- beispielsweise Tetrachlorozinkat-Salze von Azofarbstoffen, wie Monoazo-, Disazo- und Polyazofarbstoffe; ferner um Anthrachinonfarbstoffe, Phthalocyaninfarbstoffe, um Diarylmethan- und Triarylmethanfarbstoffe, um Methin-, Polymethin- und Azomethinfarbstoffe, um Thiazol-, Ketonimin-, Acridin-, Cyanin-, Nitro-, Chinolin-, Benzimidazol-, Xanthen-, Azin-, Oxazin-, Thiazin- und Triazenfarbstoffe, welche im Molekül mindestens ein quaternäres Stickstoffatom enthalten.
Grundsätzlich können nach vorliegendem Verfahren aber auch wasserumlösliche oder in Wasser schwer lösliche Farbstoffe granuliert werden, z.B. Dispersionsfarbstoffe, Küpenfarbstoffe, Schwefelfarbstoffe oder Metallkomplexfarbstoffe.
Eingesetzt werden in erster Linie Farbstoffe mit einem Wassergehalt von 5 Gew.-% und mehr, vorzugsweise in Form des wasserfeuchten Presskuchens, der Syntheselösung oder -suspension, der Syntheseschmelze oder als wasserhaltiges Öl.
Da durch Erhitzen der Polyäthylenglykolschmelze nach Zugabe des Farbstoffs auf Temperaturen von über 100 "C (bzw. bei 50 bis 100 "C unter Vakuum) überschüssiges Wasser problemlos abdestilliert werden kann, lassen sich selbst noch verdünnte wässrige Lösungen mit einem Farbstoffgehalt von etwa 10 Gew.-% verarbeiten. Im allgemeinen liegt der Wassergehalt der Farbstoffe bei 10 bis 90 Gew.-%; zweckmässiger
weise wird man jedoch von Farbstoffen ausgehen, die nicht mehr als 50 Gew.-% Wasser enthalten. Insbesondere werden solche Farbstoffe nach vorliegendem Verfahren verarbeitet, die einen Wassergehalt von 10 bis 50 Gew.-% aufweisen.
Durch den Wassergehalt lässt sich zudem die Viskosität der Polyäthylenglykol/Farbstoff-Schmelze steuern. Je mehr Wasser in der Schmelze ist, um so dünnflüssiger ist diese.
Angestrebt wird eine Viskosität der Schmelze, gemessen bei 80 "C, von 100 bis 5000 mPa.s. Eine Schmelze mit einer derartigen Konsistenz lässt sich ohne Schwierigkeiten zertropfen oder mit Hilfe eines rotierenden perforierten Metallzylinders pastillieren.
Das als Schmelzträger verwendete Polyäthylenglykol hat ein Molegewicht von vorzugsweise 1000 bis 40000, insbesondere 1500 bis 20000. Derartige Polyäthylenglykole schmelzen im Bereich von 40 bis 60 C. Es versteht sich von selbst, dass bei temperaturempfindlichen Farbstoffen der Schmelzpunkt des verwendeten Polyäthylenglykols unterhalb der Zersetzungstemperatur des zu granulierenden Farbstoffs liegen muss.
Ein wesentliches Merkmal des vorliegenden Verfahrens ist, dass bereits mit relativ wenig Polyäthylenglykol stabile Granulate erhalten werden. Besonders bei niedrig schmelzenden kationischen Farbstoffen kommt man zum Teil mit weniger als 20 Gew.-% Polyäthylenglykol aus, bezogen auf Farbstoff. Vorteilhaft verwendet man auf 1 Teil Farbstoff 0,1 bis 2 Teile, insbesondere 0,2 bis 1,5 Teile Polyäthylenglykol.
Der Polyäthylenglykol/Farbstoff-Schmelze können auch noch übliche Hilfsmittel zugesetzt werden. In Frage kommen z.B. solche, die die Wasserlöslichkeit, die Lösungsgeschwindigkeit und die Stabilität der Granulate verbessern, wie Lactame und Amide, beispielsweise e-Caprolactam, Nicotinsäureamid und Methacrylsäureamid; oder solche, die zur Einstellung des optimalen pH-Wertes der Farbstoffschmelze dienen, wie z.B. bei Zimmertemperatur feste organische Säuren, wie p-Toluolsulfonsäure, Maleinsäure und Monochloressigsäure; oder solche, die der Verbesserung der festen Form des Granulates dienen, wie hochdisperse Siliziumdioxide, Aluminiumoxide oder Mischoxide; oder auch die üblichen Coupagemittel, wie z.B. Glaubersalz oder Ligninsulfonat, um die Farbstärke der gebrauchsfertigen Granulate auf einen vorgegebenen Wert einzustellen.
Ferner sind je nach Farbstoff auch Zusätze vorteilhaft, um eine homogene Polyäthylenglykol/Farbstoff-Schmelze herzustellen. Hier bewähren sich insbesondere Äthylenglykol und Dextrin als Lösungsvermittler; während sich z.B. Glycerin als wirksam erweist, wenn es darum geht, beim Abdestillieren des Wassers einer Phasentrennung entgegenzuwirken.
Wie bereits eingangs erwähnt, kann der Feuchtigkeitsgehalt der Granulate bis zu 30 Gew.-% betragen, ohne dass diese sich feucht anfühlen oder beim Lagern zusammenbakken. Je nach Farbstoff liegt die Restfeuchte der Granulate üblicherweise bei 5 bis 25 Gew.-%.
Unter dem Begriff Granulat sollen im vorliegenden neben kugel- und tropfenförmigen Gebilden auch Pastillen und Plätzchen, ferner schuppen- oder stäbchenförmige Festkörper verstanden werden, je nachdem, in welcher Form die Poly äthylenglykol/Farbstoff-Schmelze zum Erstarren gebracht wird. Natürlich kann die beispielsweise auf einem Kühlblech ausgegossene Schmelze auch nach dem Erstarren auf eine bestimmte Granulatform hin mechanisch zerkleinert werden.
Eine weitere Möglichkeit der Granulierung besteht darin, die Polyäthylenglykol/Farbstoff-Schmelze in einem Kühlturm zu versprühen (sog. Prillen).
Durchgeführt wird das vorliegende Granulierverfahren beispielsweise folgendermassen: Polyäthylenglykol mit einem Molgewicht von etwa 20000 wird aufgeschmolzen und in der Schmelze bei einer Temperatur von 100 bis 150 "C anschliessend die entsprechende Menge an Farbstoffpresskuchen gelöst (Wassergehalt etwa 30 bis 50 Gew.-%). Durch intensives Rühren wird die Schmelze homogenisiert, und ein Teil des Wassers wird abgedampft. Zur Erzeugung von Granulaten in Pastillenform wird die Schmelze dann durch einen perforierten rotierenden Zylinder gedrückt und auf ein Kühlband getropft. Am Ende des Kühlbandes werden die fertigen Granulate in einem bereitstehenden Behälter aufgefangen.
Ein entsprechender Granulierapparat ist unter der Bezeichnung Rotaform-Pastillierer (Marke der Firma Sandvik) auf dem Markt.
Die nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Farbstoffgranulate weisen bevorzugt die folgende Zusammensetzung auf: 30 bis 90 Gew.-% mindestens eines Farbstoffs, bevorzugt eines kationischen Farbstoffes, und gegebenenfalls 1 bis 20 Gew.-% eines oder mehrerer Hilfsmittel, gelöst oder suspendiert in einer Schmelze auf 10 bis 60 Gew.-% Polyäthylenglykol mit einem Molgewicht von 1000 bis 40000 insbesondere 1500 bis 20000, und einem Schmelzpunkt von 45 bis 55 "C. Der Feuchtigkeitsgehalt der Granulate beträgt 1 bis 30 Gew.-%.
Die Granulate zeichnen sich aus durch permanente Staubfreiheit und gute Rieselfähigkeit: sie sind ferner nicht hygroskopisch, gut löslich in heissem Wasser (man erhält echte Lösungen), lagerstabil (über 12 Monate unverändert haltbar) und haben ein hohes Schüttgewicht von etwa 0,7 kg/l, was eine gesteigerte Lager- und Transportkapazität ergibt.
Die Farbstoffgranulate finden Verwendung zur Herstellung von Färbebädern, Klotzflotten oder Druckpasten zum Färben und Bedrucken von Textilmaterial aus natürlichen und/oder synthetischen Fasern, insbesondere aus Polyamid.
Die folgenden Beispiele dienen der Erläuterung der Erfindung; Teile bedeuten Gewichtsteile und Prozente Gewichtsprozente.
Beispiel 1
286 Teile Polyäthylenglykol (MG 20000) werden durch Erwärmen auf eine Temperatur von 120 C geschmolzen.
Anschliessend werden in die heisse Schmelze 714 Teile Farbstoff der Formel
EMI2.1
als Presskuchen mit einem Wassergehalt von 30 -/n eingetragen. Man reguliert die Temperatur der Schmelze auf einen Wert von 80 bis 90 "C ein, homogenisiert und trägt die Schmelze mittels eines Pastilliergeräts auf ein Kühlband auf.
Am Ende des Kühlbands, das eine Temperatur von etwa 15 "C aufweist, werden die erstarrten Pastillen abgenommen.
Man erhält 1000 Teile Farbstoffpastillen mit einem Durchmesser von 5 bis 6 mm und einer Restfeuchte von etwa 20%.
Die Pastillen sind staubfrei und rieselfähig und lösen sich in heissem Wasser rasch auf.
Ein Granulat mit gleich guten Gebrauchseigenschaften wird erhalten, wenn man die Schmelze in einem Kühlturm versprüht.
Beispiel 2:
836 Teile Farbstoff der Formel
EMI3.1
als 80%iges Farbstofföl (Rest Wasser) werden vorgelegt und auf 75 "C erhitzt. In das heisse Farbstofföl werden sodann 147 Teile Polyäthylenglykol (MG 5000 bis 6000) eingetragen und aufgeschmolzen. Um das Auftreten einer Phasentrennung zu verhindern, werden 17 Teile Glycerin zugegeben.
Dann wird ein Teil des Wasser abdestilliert (gegebenenfalls unter einem leichten Vakuum) und anschliessend die homogene Schmelze, wie im Beispiel 1 beschrieben, pastilliert. Man erhält staubfreie Farbstoffpastillen mit einer Restfeuchte von etwa 5%.
Beispiel 3
580 Teile Polyäthylenglykol (MG 2000) werden vorgelegt und bei 85 "C geschmolzen. In die Schmelze werden anschliessend 420 Teile des Farbstoffs C.I. Basic Yellow 28 C.I. 48054 mit einem Wassergehalt von etwa 10% eingetragen.
Der Wassergehalt der Farbstoff-Polyäthylenglykolschmelze wird durch Abdampfen auf 6% eingestellt; anschliessend wird die Schmelze, wie im Beispiel 1 beschrieben, pastilliert. Man erhält staubfreie goldgelbe Farbstoffpastillen mit einem Druchmesser von 5 bis 6 mm.
Beispiel 4
580 Teile Polyäthylenglykol (MG 2000) werden auf 70 "C erhitzt und aufgeschmolzen. In die vorgelegte Polyäthylenglykolschmelze trägt man anschliessend 420 Teile Farbstoff ein.
Der Farbstoff (coupierter Rohfarbstoff) hat die Formel
EMI3.2
und enthält 7% Wasser. Wie im Beispiel 1 beschrieben wird die Farbstoffschmelze anschliessend in eine feste Form überführt. Man erhält staubfreie, rieselfähige Farbstoffpastillen mit einer Restfeuchte von 3%.
Beispiel 5
600 Teile Polyäthylenglykol (MG 5000 bis 6000) werden auf 100 "C erhitzt und aufgeschmolzen. In die vorgelegte Polyäthylenglykolschmelze trägt man anschliessend 400 Teile Dispersionsfarbstoff der Formel
EMI3.3
als feuchten Presskuchen mit einem Wassergehalt von 40% ein. Die Temperatur wird auf 95 "C eingestellt, die Schmelze wird homogenisiert und das Wasser bei dieser Temperatur weitgehend ab destilliert.
Anschliessend bringt man die Schmelze mittels eines Pastilliergerätes oder als dünne Schicht auf ein Kühlband auf und lässt sie erstarren. Am Ende des Kühlbandes werden die Pastillen oder die dünnen segmentierten Pellets mit einer Temperatur von 30 "C abgenommen.
Man erhält 1000 Teile Farbstoffpastillen oder Pellets mit einer Restfeuchte von 1 bis 3%. Die so erhaltenen Pastillen oder Pellets sind staubfrei, rieselfähig und lösen sich in heissem Wasser rasch auf. Man erhält eine feinteilige, von Farbstoffagglomeraten freie Farbstoffdispersion.
Beispiel 6 (Färbebeispiel)
In einem Färbeapparat werden etwa 100 Teile Wasser, 3,1 Teile Glaubersalz und 1,2 Teile Essigsäure (60%ig) vorgelegt und auf 80 "C erhitzt. Dann wird die Flottenzirkulation.eingeschaltet, und es werden 0,77 Teile der gemäss Beispiel 1 hergestellten Farbstoffpastillen zugegeben, die sich rasch und rückstandsfrei in der heissen Flotte lösen. Anschliessend lässt man noch 1180 Teile Wasser zulaufen (Flottenverhältnis 1:8) und bringt 160 Teile Polyacrylnitril-Fasermaterial als Kammzug in den Färbeapparat ein. Dann erwärmt man die Flotte unter ständiger Zirkulation innerhalb von 45 Minuten auf 105 " C und färbt 20 Minuten bei dieser Temperatur. Danach kühlt man die Flotte ab, entnimmt dem Färbeapparat das gefärbte Fasermaterial, das anschliessend gespült und getrocknet wird.
Man erhält eine kräftige blaue Färbung mit guter Nassechtheit.
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PATENT CLAIMS
1. A process for the preparation of dye granules by melt granulation using polyethylene glycol as the melt carrier, characterized in that water-containing dyes are used and the moisture content of the granules is from 1 to 30% by weight by partially evaporating the water from the dye-polyethylene glycol melt. sets.
2. The method according to claim 1, characterized in that dyes are used with a water content of> 5 wt .-%.
3. The method according to claim 1, characterized in that one starts from dyes in the form of the water-moist press cake of the synthesis solution or suspension or synthesis melt or a water-containing dye oil.
4. The method according to claim 1, characterized in that dyes with a water content of 10 to 90 wt .-% granulated.
5. The method according to claim 1, characterized in that dyes with a water content of 10 to 50 wt .-% are granulated.
6. The method according to claim 1, characterized in that 0.1 part to 2 parts of polyethylene glycol is used for 1 part of dye.
7. The method according to claim 1, characterized in that 0.2 to 1.5 parts of polyethylene glycol are used for 1 part of dye.
8. The method according to claim 1, characterized in that one uses polyethylene glycol with a molecular weight of 1000 to 40,000.
9. The method according to claim 1, characterized in that polyethylene glycol with a molecular weight of
1500 to 20000 used.
The present invention relates to a method for producing dye granules.
Granules have a number of advantages over powdered commercial forms. They are particularly low-dust to dust-free, have a high bulk density and do not form lumps during storage, but are free-flowing even after years. Because of these advantages, granulation processes have now also found widespread use in the field of dye formulation.
Important granulation processes are e.g. spray and build-up granulation or melt granulation. In particular, the melting granulation is easy to carry out and does not require any complex equipment.
A characteristic of melt granulation is that the dye to be granulated is suspended or dissolved in the heat in a melted carrier material, the so-called melt carrier, and the melt is subjected to shaping before, during or after solidification. Generally, readily water-soluble organic compounds with a melting point of about 40 to 200 ° C. are used as melt carriers; for example urea (DE-OS 16 19 375, DE-OS 2 322 308), urea derivatives, sulfones, lactams, sugars or polyalcohols etc. ( DE-OS 2 529 564) or also ethylene oxide adducts or polyethylene glycols (DE-OS 2 529 569).
In the last-mentioned publication, The melt granulation of cationic dyes using polyethylene glycol as the melt carrier is described. However, the process known from this prior art basically starts from dry dye powder, i.e. that the dye must be isolated from aqueous solution or suspension and dried after synthesis.
However, this type of refurbishment is very labor intensive and involves high energy consumption. In addition, dyes often clump together during drying and then have to be ground.
Finally, cationic dyes in particular cannot be isolated in solid form, but are obtained as a water-containing oil.
A new cost-reducing and quality-improving process has now been found which, surprisingly, also permits the granulation of dyes with a more or less high water content using polyethyleneglycol as a melt carrier, only a part of the water having to be removed even with a high water content of the dye, since the granules produced in this way can contain up to 30% by weight of water and still have very good usage properties.
The present invention thus relates to a process for the preparation of dye granules by melt granulation using polyethylene glycol as the melt carrier, which is characterized in that water-containing dyes are used and by partially evaporating the water from the dye-polyethylene glycol melt the moisture content of the granules to a value of 1 sets up to 30 wt .-%.
Dyes, which also include optical brighteners, are primarily water-soluble dyes, e.g. acidic dyes, such as nitro, aminoketone, ketone imine, methine, nitro-diphenylamine, quinoline, aminonaphthoquinone or coumarin dyes in question and in particular anthraquinone and azo dyes, such as monoazo and disazo.
These dyes contain at least one anionic water solubilizing group, e.g. a carboxylic acid or especially a sulfonic acid group, and are generally in their salt form, e.g. as lithium, sodium, potassium or ammonium salt.
The present method is particularly suitable for granulating water-soluble cationic dyes or
optical brighteners, which can belong to a wide variety of chemical classes.
These are salts, for example chlorides, sulfates, methosulfates or onium chlorides or metal halides, for example tetrachlorozincate salts of azo dyes, such as monoazo, disazo and polyazo dyes; furthermore anthraquinone dyes, phthalocyanine dyes, diarylmethane and triarylmethane dyes, methine, polymethine and azomethine dyes, thiazole, ketoneimine, acridine, cyanine, nitro, quinoline, benzimidazole, xanthene, azine, oxazine -, Thiazine and triazene dyes which contain at least one quaternary nitrogen atom in the molecule.
In principle, however, dyes which are water-soluble or sparingly soluble in water can also be granulated, e.g. Disperse dyes, vat dyes, sulfur dyes or metal complex dyes.
Dyes with a water content of 5% by weight or more are used primarily, preferably in the form of the water-moist press cake, the synthesis solution or suspension, the synthesis melt or as a water-containing oil.
Since excess water can be distilled off easily by heating the polyethylene glycol melt after adding the dye to temperatures above 100 "C (or at 50 to 100" C under vacuum), even dilute aqueous solutions with a dye content of about 10 wt. -% to process. In general, the water content of the dyes is 10 to 90% by weight; more appropriate
wise, however, will start from dyes that contain no more than 50 wt .-% water. In particular, those dyes are processed according to the present method, which have a water content of 10 to 50 wt .-%.
The viscosity of the polyethylene glycol / dye melt can also be controlled by the water content. The more water there is in the melt, the thinner it is.
The aim is a viscosity of the melt, measured at 80 ° C., of 100 to 5000 mPa.s. A melt with such a consistency can be dripped easily or pastilized with the help of a rotating perforated metal cylinder.
The polyethylene glycol used as the melt carrier has a molar weight of preferably 1,000 to 40,000, in particular 1,500 to 20,000. Such polyethylene glycols melt in the range from 40 to 60 C. It goes without saying that with temperature-sensitive dyes the melting point of the polyethylene glycol used is below the decomposition temperature of the granulating dye.
An essential feature of the present process is that stable granules are obtained with relatively little polyethylene glycol. Particularly with low-melting cationic dyes, less than 20% by weight of polyethylene glycol, based on the dye, is sufficient. It is advantageous to use 0.1 to 2 parts, in particular 0.2 to 1.5 parts, of polyethylene glycol to 1 part of dye.
The auxiliary materials can also be added to the polyethylene glycol / dye melt. For example, those which improve the water solubility, the dissolution rate and the stability of the granules, such as lactams and amides, for example e-caprolactam, nicotinamide and methacrylic acid amide; or those used to adjust the optimum pH of the dye melt, e.g. organic acids solid at room temperature, such as p-toluenesulfonic acid, maleic acid and monochloroacetic acid; or those which serve to improve the solid form of the granules, such as highly disperse silicon dioxide, aluminum oxide or mixed oxide; or also the usual coup agents, e.g. Glauber's salt or lignin sulfonate to adjust the color strength of the ready-to-use granules to a specified value.
Depending on the dye, additives are also advantageous in order to produce a homogeneous polyethylene glycol / dye melt. Here, ethylene glycol and dextrin are particularly useful as solubilizers; while e.g. Glycerin proves to be effective in counteracting phase separation when distilling off the water.
As already mentioned at the beginning, the moisture content of the granules can be up to 30% by weight without them feeling moist or baking together when stored. Depending on the dye, the residual moisture of the granules is usually 5 to 25% by weight.
In addition to spherical and teardrop-shaped structures, the term granules is also intended to mean lozenges and cookies, furthermore scale-like or rod-shaped solids, depending on the form in which the polyethylene glycol / dye melt is solidified. Of course, the melt poured out, for example, on a cooling plate can also be mechanically comminuted to a specific granulate shape after solidification.
Another possibility of granulation is to spray the polyethylene glycol / dye melt in a cooling tower (so-called prilling).
The present granulation process is carried out, for example, as follows: polyethylene glycol with a molecular weight of about 20,000 is melted and the corresponding amount of dye press cake is then dissolved in the melt at a temperature of 100 to 150 ° C. (water content about 30 to 50% by weight) After intensive stirring, the melt is homogenized and part of the water is evaporated. To produce granules in the form of lozenges, the melt is then pressed through a perforated rotating cylinder and dropped onto a cooling belt. At the end of the cooling belt, the finished granules are collected in a container provided .
A corresponding pelletizer is on the market under the name Rotaform-Pastillierer (brand of the Sandvik company).
The dye granules produced by the process according to the invention preferably have the following composition: 30 to 90% by weight of at least one dye, preferably a cationic dye, and optionally 1 to 20% by weight of one or more auxiliaries, dissolved or suspended in a melt to 10 to 60% by weight of polyethylene glycol with a molecular weight of 1,000 to 40,000, in particular 1,500 to 20,000, and a melting point of 45 to 55 "C. The moisture content of the granules is 1 to 30% by weight.
The granules are characterized by permanent freedom from dust and good flow properties: they are also not hygroscopic, readily soluble in hot water (real solutions are obtained), stable in storage (can be kept for 12 months) and have a high bulk density of about 0.7 kg / l, which results in increased storage and transport capacity.
The dye granules are used for the production of dye baths, padding liquors or printing pastes for dyeing and printing textile material made from natural and / or synthetic fibers, in particular from polyamide.
The following examples serve to illustrate the invention; Parts mean parts by weight and percentages percent by weight.
example 1
286 parts of polyethylene glycol (MW 20000) are melted by heating to a temperature of 120 ° C.
714 parts of dye of the formula are then introduced into the hot melt
EMI2.1
entered as a press cake with a water content of 30 - / n. The temperature of the melt is adjusted to a value of 80 to 90 ° C., the mixture is homogenized and the melt is applied to a cooling belt using a pelletizer.
At the end of the cooling belt, which has a temperature of about 15 "C, the solidified pastilles are removed.
1000 parts of dye pastilles with a diameter of 5 to 6 mm and a residual moisture of about 20% are obtained.
The pastilles are dust-free and free-flowing and dissolve quickly in hot water.
Granules with equally good performance properties are obtained if the melt is sprayed in a cooling tower.
Example 2:
836 parts of dye of the formula
EMI3.1
as 80% dye oil (remainder water) are introduced and heated to 75 ° C. 147 parts of polyethylene glycol (MW 5000 to 6000) are then introduced into the hot dye oil and melted. To prevent the occurrence of phase separation, 17 parts of glycerol are added .
Then part of the water is distilled off (if appropriate under a slight vacuum) and then the homogeneous melt, as described in Example 1, is pelletized. Dust-free dye pastilles with a residual moisture of about 5% are obtained.
Example 3
580 parts of polyethylene glycol (MW 2000) are introduced and melted at 85 ° C. 420 parts of the dye C.I. Basic Yellow 28 C.I. 48054 with a water content of about 10% are then introduced into the melt.
The water content of the dye-polyethylene glycol melt is adjusted to 6% by evaporation; the melt is then pastilled, as described in Example 1. Dust-free golden-yellow dye lozenges with a diameter of 5 to 6 mm are obtained.
Example 4
580 parts of polyethylene glycol (MW 2000) are heated to 70 ° C. and melted. 420 parts of dye are then introduced into the polyethylene glycol melt.
The dye (coupled raw dye) has the formula
EMI3.2
and contains 7% water. As described in Example 1, the dye melt is then converted into a solid form. Dust-free, free-flowing dye pastilles with a residual moisture of 3% are obtained.
Example 5
600 parts of polyethylene glycol (MW 5000 to 6000) are heated and melted to 100 ° C. 400 parts of disperse dye of the formula are then added to the polyethylene glycol melt
EMI3.3
as a moist press cake with a water content of 40%. The temperature is set to 95 ° C., the melt is homogenized and the water is largely distilled off at this temperature.
The melt is then applied to a cooling belt using a pasting device or as a thin layer and allowed to solidify. At the end of the cooling belt, the pastilles or the thin segmented pellets are removed at a temperature of 30 "C.
1000 parts of dye pastilles or pellets with a residual moisture of 1 to 3% are obtained. The pastilles or pellets thus obtained are dust-free, free-flowing and quickly dissolve in hot water. A finely divided dye dispersion free of dye agglomerates is obtained.
Example 6
About 100 parts of water, 3.1 parts of Glauber's salt and 1.2 parts of acetic acid (60% strength) are placed in a dyeing apparatus and heated to 80 ° C. The liquor circulation is then switched on, and 0.77 parts of those according to the example are added 1 dyestuff pastilles are added, which dissolve quickly and residue-free in the hot liquor, then 1180 parts of water are added (liquor ratio 1: 8) and 160 parts of polyacrylonitrile fiber material are introduced into the dyeing machine as a comb, and the liquor is then heated constant circulation to 105 "C within 45 minutes and stains at this temperature for 20 minutes. The liquor is then cooled and the dyed fiber material is removed from the dyeing apparatus, which is then rinsed and dried.
A strong blue color with good wet fastness is obtained.